Корабль подлетел достаточно близко к Солнцу, чтобы обнаружить источник неуловимых солнечных ветров

Ветер, который дует близко к поверхности Солнца, теперь был прослежен до его источника с помощью смелого солнечного зонда, соперничающего с Икаром в своей дерзости.

В ноябре 2021 года солнечный зонд Parker проскользнул внутрь 8,5 миллионов километров (5,3 миллиона миль) от Солнца, которые опалили волосы, что позволило ему обнаружить тонкую структуру солнечного ветра, когда он выбрасывал тонны заряженных частиц в Солнечную систему через дыру в Солнечная корона, или атмосфера.

Показания зонда дают нам самое близкое представление о том, как генерируется быстрый солнечный ветер, предполагая, что особый тип магнитного пересоединения является движущей силой этой мощной силы природы. группа физиков во главе со Стюартом Бэйлом из Калифорнийского университета в Беркли и Джеймсом Дрейком из Университета Мэриленда в Колледж-Парке.

«Ветры несут много информации от Солнца на Землю, поэтому понимание Механизм, стоящий за солнечным ветром, важен по практическим причинам на Земле, — объясняет Дрейк.

«Это повлияет на нашу способность понять, как Солнце высвобождает энергию и вызывает геомагнитные бури, которые представляют угрозу для нашей коммуникации. сети.»

Корональные дыры звучат немного тревожно, но это обычное солнечное явление. Солнце представляет собой магнитный беспорядок, как вы можете видеть на визуализации ниже, и многие изменения в его магнитном поле проявляются в виде явлений в короне. Корональная дыра возникает, когда вместо того, чтобы образовывать замкнутые петли, силовые линии магнитного поля размыкаются и расширяются наружу.

В результате в короне образуется участок более холодной и менее плотной плазмы. Вы не сможете увидеть его, просто глядя на Солнце (не то чтобы вы должны смотреть на Солнце без защиты глаз, не делайте этого), но в экстремальных ультрафиолетовых длинах волн оно будет выглядеть намного темнее. p>

Из этих регионов исходят мощные солнечные ветры. Не сдерживаемые обычными магнитными полями, эти ветры устремляются в космос со скоростью примерно до 800 километров (500 миль) в секунду, что в два раза превышает среднюю скорость солнечного ветра.

Он уносит заряженные частицы далеко в Солнечную систему. ; здесь, на Земле, они могут взаимодействовать с нашими верхними слоями атмосферы, создавая впечатляющие полярные сияния и мешая работе спутников и радиосвязи.

В течение 11-летнего цикла активности Солнца корональные дыры могут появиться в любое время. Когда Солнце находится в точке минимальной активности или солнечного минимума, они, как правило, висят вокруг полюсов. Но во время солнечного максимума, когда магнитные полюса Солнца меняются местами, а затем активность снижается, корональные дыры становятся более многочисленными и кажутся красивыми на всех широтах, а более быстрые солнечные ветры направляются в нашу сторону.

Когда Паркер приблизился к Солнцу в ноябре 2021 года, одна из этих корональных дыр была случайно расположена так, чтобы зонд мог собрать самые близкие наблюдения одной из этих областей, полученные на данный момент.

Полученные данные показали, что команда говорит, что корональная дыра немного похожа на насадку для душа. Примерно равномерно расположенные струи возникают в местах, где силовые линии магнитного поля «воронками» проникают в поверхность Солнца и выходят из нее.

«Фотосфера покрыта конвекционными ячейками, как в кипящем котле с водой, и более масштабный конвекционный поток называется супергрануляцией, — объясняет Бэйл.

«Там, где эти клетки супергрануляции встречаются и идут вниз, они затягивают магнитное поле на своем пути в эту нисходящую воронку. Магнитное поле там становится очень напряженным, потому что его просто заклинило.

«Это своего рода черпак магнитного поля, спускающийся в сток. И пространственное разделение этих маленьких стоков, этих воронок — это то, что мы» наблюдаю сейчас с данными солнечного зонда.»

В местах со сложным магнитным полем на Солнце все может стать немного диким. Линии магнитного поля запутываются, ломаются и снова соединяются. Это магнитное воссоединение представляет собой бурный процесс, который высвобождает много энергии.

Одним из возможных способов генерации солнечного ветра является повторное соединение открытых и закрытых магнитных полей в процессе, называемом взаимообменом. Другим возможным объяснением является ускорение частиц электромагнитными волнами в корональных дырах, называемыми альфвеновскими волнами, генерируемыми взаимодействием между конвективными потоками и магнитными полями.

Исследователи обнаружили, что Паркер синхронизировал частицы, движущиеся с невероятно высокой скоростью, между 10 и в 100 раз больше скорости среднего солнечного ветра. Это, по их словам, больше согласуется с пересоединением взаимообмена, чем с ускорением альфвеновских волн, и согласуется с другими недавними открытиями, основанными на данных Паркера.

«Большой вывод состоит в том, что именно магнитное пересоединение внутри этих воронкообразных структур обеспечивает энергию. является источником быстрого солнечного ветра, — говорит Бэйл.

— Он не просто исходит отовсюду в корональной дыре, он субструктурирован внутри корональных дыр в эти супергрануляционные клетки. Он исходит из этих маленьких пучков магнитных энергия, связанная с конвекционными потоками. Мы считаем, что наши результаты являются убедительным доказательством того, что причиной этого является повторное соединение».

Результаты опубликованы в Nature..

р>